Nova pesquisa revela como dicas cotidianas moldam secretamente seus hábitos

“Nossa capacidade de vincular certos sinais ou estímulos a experiências positivas ou gratificantes é um processo cerebral básico e é interrompido em muitas condições, como dependência, depressão e esquizofrenia”, diz Alexey Ostroumov, PhD, professor assistente do Departamento de Farmacologia e Fisiologia da Escola de Medicina da Universidade de Georgetown e autor sênior do estudo. “Por exemplo, o abuso de drogas pode causar alterações na proteína KCC2 que é crucial para a aprendizagem normal. Ao interferir neste mecanismo, as substâncias viciantes podem sequestrar o processo de aprendizagem.”

O estudo, apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), foi publicado em 9 de dezembro em Comunicações da Natureza.

Como o KCC2 molda a atividade da dopamina e a aprendizagem por recompensa

A equipe descobriu que mudanças no aprendizado podem ocorrer quando os níveis da proteína KCC2 mudam. Quando os níveis de KCC2 são reduzidos, os neurônios dopaminérgicos disparam mais rapidamente, o que estimula a formação de novas associações de recompensa. Esses neurônios dopaminérgicos produzem e liberam dopamina, um neurotransmissor essencial para motivação, processamento de recompensas e controle motor.

Para compreender melhor esta relação, os investigadores estudaram o tecido cerebral dos roedores e monitorizaram o comportamento dos ratos durante os testes pavlovianos de estímulo-recompensa. Nestes experimentos clássicos, um breve som alerta os ratos que um cubo de açúcar está a caminho. Além de analisar como o KCC2 afeta o ritmo de disparo dos neurônios, os investigadores descobriram que os neurônios que disparam em um padrão coordenado podem amplificar a atividade da dopamina de uma forma surpreendente. Pequenas explosões de dopamina parecem servir como potentes sinais de aprendizagem que ajudam o cérebro a atribuir significado e valor às experiências partilhadas.

Por que dicas diárias podem desencadear desejos

“Nossas descobertas ajudam a explicar por que associações poderosas e indesejadas se formam tão facilmente, como quando um fumante que sempre combina o café da manhã com um cigarro descobre mais tarde que apenas beber café desencadeia um forte desejo de fumar”, observa Ostroumov. “Prevenir até mesmo associações relativamente benignas induzidas por drogas com situações ou lugares, ou restaurar mecanismos de aprendizagem saudáveis, pode ajudar a desenvolver melhores tratamentos para o vício e distúrbios relacionados”.

Como o diazepam e outras drogas influenciam a coordenação dos neurônios

Os pesquisadores também examinaram se medicamentos que atuam em receptores celulares específicos, incluindo benzodiazepínicos como o diazepam, poderiam alterar os processos de aprendizagem. Trabalhos anteriores mostraram que mudanças na produção de KCC2 e, portanto, na atividade dos neurônios, podem alterar a forma como o diazepam (valium) produz seus efeitos calmantes no cérebro. O estudo atual acrescenta outra camada a esse entendimento, mostrando que os neurônios fazem mais do que aumentar ou diminuir a atividade. Eles podem coordenar seus padrões de disparo e, quando essa coordenação ocorre, transmitem informações de maneira mais eficaz. A equipe descobriu que o diazepam pode apoiar esta atividade coordenada em seus experimentos.

Métodos e a importância do uso de ratos para testes comportamentais

“Para chegar às nossas conclusões, combinamos muitas abordagens experimentais, incluindo eletrofisiologia, farmacologia, fotometria de fibras, comportamento, modelagem computacional e análises moleculares”, diz a primeira autora do estudo, Joyce Woo, candidata a doutorado no laboratório de Ostroumov.

Ela explicou que os ratos foram escolhidos para a parte comportamental da pesquisa porque normalmente apresentam desempenho mais consistente do que os ratos em tarefas mais longas e complexas. Sua confiabilidade em experimentos de aprendizagem por recompensa permitiu que a equipe de pesquisa reunisse dados mais estáveis ​​e informativos.

Implicações mais amplas para distúrbios cerebrais e estratégias de tratamento

“Acreditamos que estas descobertas vão além da pesquisa básica de aprendizagem”, diz Ostroumov. “Eles revelam novas maneiras pelas quais o cérebro regula a comunicação entre os neurônios. E como essa comunicação pode dar errado em diferentes distúrbios cerebrais, nossa esperança é que, ao prevenir essas interrupções ou ao consertar a comunicação normal quando ela está prejudicada, possamos ajudar a desenvolver melhores tratamentos para uma ampla gama de distúrbios cerebrais.”

Contribuidores adicionais de Georgetown incluem Ajay Uprety, Daniel Reid, Irene Chang, Aelon Ketema Samuel, Helena de Carvalho Schuch e Caroline C Swain.

Ostroumov e seus coautores relatam não ter interesses financeiros pessoais relacionados ao estudo.

Este trabalho foi apoiado pelas bolsas do NIH MH125996, DA048134, NS139517, DA061493, bem como bolsas da Brain & Behavior Research Foundation, da Whitehall Foundation e da Brain Research Foundation.